JP3216657B2 - バランスピストン形リリーフ弁 - Google Patents

バランスピストン形リリーフ弁

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、オーバライド特性
二段式ショックレス機能とを向上させたバランスピスト
ン形リリーフ弁に関する。
【0002】
【従来の技術】図7に示した従来のリリーフ弁は、バル
ブ本体aの軸線方向にバルブ孔1を形成するとともに、
このバルブ孔1に直交する方向に圧力ポート2と流出ポ
ート3とを形成している。上記バルブ孔1には、筒状の
シート部材4を組み込んで、このシート部材4に、オリ
フィス5を形成したメインポペット6を摺動自在に挿入
している。さらに、上記バルブ孔1の図面上部の開口部
分は、筒部7を形成したプラグ8でふさいでいる。そし
て、上記筒部7は、その先端をシート部材4にはめ着け
るとともに、パイロットポペットシート部材9を摺動自
在に組み込んでいる。
【0003】上記パイロットポペットシート部材9のシ
ート部10にパイロットポペット11を圧接させるよう
にしている。つまり、上記シート部材9とプラグ8との
間にスプリング12を介在させ、このスプリング12の
バネ力で、通常は、パイロットポペット11がシート部
10に圧接するものである。また、上記シート部材9と
メインポペット6との間にもスプリング13を介在さ
せ、これらスプリング12、13のバネ力で、メインポ
ペット6が、通常は、シート部材4のシート部14に圧
接するようにしている。メインポペット6がシート部1
4に圧接している図示の状態にあるときには、圧力ポー
ト2と流出ポート3との連通が遮断される。
【0004】上記したプラグ8の筒部7には小孔15を
形成し、上記シート部材9とパイロットポペット11を
設けたポペット室16を、この小孔15から筒部7の周
囲に形成した環状すき間17を経由して流出ポート3に
連通させている。圧力ポート2側に圧力が立つと、その
圧力はメインポペット6に作用するとともに、オリフィ
ス5からメインポペット6のスプリング室18に伝わ
て、パイロットポペットシート部材9及びパイロット
ポペット11の表面にも作用する。このとき圧力ポート
2側の圧力が低ければ、パイロットポペット11はシー
ト部材9のシート部10に圧接したままで、しかも、シ
ート部材9も図示の位置を保つ。また、メインポペット
6もスプリング13の作用でシート部14に圧接した状
態を保つ。
【0005】圧力ポート2の圧力が高くなると、パイロ
ットポペットシート部材9が、スプリング12に抗して
移動するが、このときのポペット室16の流体は、小孔
15及び環状すき間17を経由して流出ポート3から流
出する。また、パイロットポペットシート部材9が上記
のように移動すると、メインポペット6のオリフィス5
前後に圧力差が発生するので、この圧力差によってメイ
ンポペット6がスプリング13に抗して移動し、圧力ポ
ート2と流出ポート3とを連通させ、圧力ポート2側の
圧力の上昇を抑える。
【0006】パイロットポペットシート部材9がさらに
移動してプラグ8に形成したストッパー19に当ると、
当該シート部材9はその位置で停止するので、メインポ
ペット6が図面下方へ動き、シート部14の開度を小さ
くし、圧力ポート2側の圧力がさらに上昇する。このと
きの圧力作用がパイロットポペット11のスプリング1
2のバネ力に打ち勝てば、パイロットポペットが開弁す
る。したがって、スプリング室18の流体は、シート部
10から小孔15及び環状すき間17を経由して流出ポ
ート3から流出する。これによってメインポペット6が
さらに移動して、圧力ポート2と流出ポート3との新た
な流通開度位置においてバランスを保つ。
【0007】上記のようにパイロットポペット部材9が
移動して小孔15から流体が流出すると、そのときの圧
力損失の作用でポペット室16に圧力が発生するが、こ
の圧力作用でシート部材9の動く速さ及びメインポペッ
ト6の移動量が決まり、従って両ポート2、3の流通開
度が制御される。この制御された流通開度のもとにおけ
る圧力は図8に示すP11で、それはΔt時間継続す
る。そして、パイロットポペットシート部材9がストッ
パー19で止められて、パイロットポペット11が開弁
た後は、メインポペット6は新たな開度位置でバラン
スするが、このときの圧力が図8のP12である。そし
て、上記圧力P11は、小孔15の通路面積を小さくす
れば高くなり、逆に大きくすれば低くなる。また、上記
持続時間Δtはパイロットポペットシート部材9の断面
積、ストローク及びパイロット流量で決まる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の装置では、圧力P11を高くするために小孔15の大
きさを小さくすると、パイロットポペット11が開弁し
後のパイロット流量も小孔15を通らねばならず、し
かもメインリリーフ流量が増えると通常パイロット流量
も増えるので、ポペット室16内の圧力も高くなってし
まう。その結果、オーバライド特性が悪くなるという問
題があった。また、上記持続時間Δtは、パイロットポ
ペットシート部材9の断面積、そのストローク及びパイ
ロット流量で決まるので、その調整が難しいという問題
もあった。この発明の目的は、オーバライド特性を損な
わずに圧力P11を高く維持できるとともに、上記持続
時間Δtの調整も簡単にできるリリーフ弁を提供するこ
とである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、バルブ本体
シート部材とプラグ部材を設け、さらにその中に弁部
材とパイロットポペットシート部材を摺動自在に組み込
むとともに、この弁部材にパイロットポペットシート部
材を圧接させる一方、パイロットポペットシート部材の
シート部にパイロットポペットを圧接させ、圧力ポート
の圧力流体が、弁部材に形成したオリフィスを経由して
パイロットポペットシート部材側に流入したとき、その
圧力作用でパイロットポペットシート部材が動き出し、
ポペット室の流体をプラグの筒部にある小穴及びその周
囲に形成した環状すき間から流出ポートに流体を押し出
しながらパイロットポペットとともに移動して上記オリ
フィス前後に差圧を発生させ、この差圧の作用で弁部材
が移動して圧力ポートと流出ポートとを連通させ、圧力
ポートの圧力がさらに上昇したとき、パイロットポペッ
トが開弁して、上記オリフィスを通過した流体を、上記
環状すき間から流出させる構成にしたバランスピストン
形リリーフ弁を前提にするものである。
【0010】上記のリリーフ弁を前提にしつつ、第1の
発明は、パイロットポペットシート部材の移動位置に応
じて、流出ポートに連通する通路につながる排出孔を当
該パイロットポペットシート部材に形成した点に特徴を
有する。第2の発明は、パイロットポペットシート部材
に、弁部材のオリフィスを通過した流体を、ポペット室
に直接導く絞り孔を形成した点に特徴を有する。
【0011】
【作用】第1の発明は、上記のように構成したので、パ
イロットポペットシート部材が所定の位置まで移動する
と、そのシート部材に形成した排出孔と、流出ポートに
連通する通路とが一致する。したがって、小孔以外に
も、この排出ポートを通過して流体が排出されることに
なる。第2の発明は、パイロットポペットシート部材に
絞り孔を形成したので、弁部材のオリフィスを通過した
流体の一部は直接ポペット室にバイパスされ、そのシー
ト部材の移動速度を加減できる。
【0012】
【発明の効果】第1の発明のリリーフ弁によれば、小孔
以外に排出ポートを通過して流体を排出できるようにし
たので、小孔の大きさを十分に小さくしたとしても、オ
ーバライド特性を損なうことがない。第2の発明のリリ
ーフ弁によれば、パイロットポペットシート部材の移動
速度を加減できるので、上記圧力P11の持続時間Δt
を調整するのが簡単になる。
【0013】
【実施例】図1に示した第1実施例は、パイロットポペ
ットシート部材9に排出孔20を形成するとともに、こ
の排出孔20の一方の開口端をポペット室16に連通さ
せ、他方の開口端をこのシート部材9の側面に開口させ
ている。また、シート部材4に環状すき間17に連通す
る通路21を形成している。そして、上記シート部材9
が図示の位置にあるとき、排出孔20と通路21とが食
い違い、それらの連通が遮断される。シート部材9が移
動してストッパー19に当ると、排出孔20と通路21
とが一致し、ポペット室16の流体がこの排出孔20及
び通路21を経由して環状すき間17に流出する。この
ようにした第1実施例は、図示する状態からパイロット
ポペットシート部材9が図面上方向に移動する場合、排
出孔20と通路21との連通が遮断されているため、ポ
ペット室16内の流体は、小孔15のみから排出され
る。そのため、シート部材9が移動するときのポペット
室16内の圧力、すなわち図8に示す圧力P11は、小
孔15の流通面積のみに依存する。したがって、小孔1
5の流通面積を小さくすることにより、ポペット室16
内の圧力P11を高く維持することができる。一方、シ
ート部材9が図面上方向に移動して、その上端がストッ
パー19に当たると、排出孔20と通路21とが連通す
る。このように排出孔20と通路21とが連通すれば、
ポペット室16と環状すき間17との流通面積は、排出
孔20および通路21の流通面積と、上記小孔15の流
通面積とを合計した面積となる。つまり、シート部材9
の上端がストッパー19に当たったときには、ポペット
室16から排出される圧油の流通面積が大きくなる。こ
こで、シート部材9の上端がストッパー19に当たる状
態というのは、パイロットポペット11が開弁したとき
である。 このようにパイロットポペット11が開弁した
ときに、ポペット室16と環状すき間17との流通面積
が大きくなれば、ポペット室16から圧油を排出すると
きの圧力損失が小さくなるので、ポペット室16内の圧
力上昇を低く抑えることができる。このようにポペット
室16内の圧力上昇を低く抑えることができれば、オー
バーライド特性を良くすることができる。つまり、この
第1実施例では、小孔15の流通面積を小さくして、ポ
ペット室16内の圧力P11を高く保ちつつ、オーバラ
イド特性も維持することができる。
【0014】図2に示した第2実施例は、第1実施例の
パイロットポペットシート部材9に絞り孔22を形成し
たものであり、その他の構成については上記第1実施例
と同様である。この第2実施例によれば、シート部材9
が移動する間に、絞り孔22にも流体 が流れる構成にし
たので、絞り孔22の流通面積を調節することによっ
て、当該シート部材9の移動速度を調節することができ
る。このようにシート部材9の移動速度を調節すること
ができれば、ポペット室16内の圧力P11の持続時間
Δtも簡単に調節できる。図3に示した第3実施例は、
第2実施例のスプリング12を調整する調整部材23を
設けたもので、その他は第2実施例と同様である。図4
に示した第4実施例は、第1実施例のメインポペット6
に代えてスプール24を用いたもので、その他は第2実
施例と同様である。
【0015】図5に示した第5実施例は、メインポペッ
ト6の上端にパイロットポペットシート部材25をかぶ
せたもので、通路21をバルブ本体aに形成している。
その他の構成については、上記第1実施例と同様であ
る。図6に示した第6実施例は、第5実施例のパイロッ
トポペットシート部材25に絞り孔26を形成したもの
で、その他は第5実施例と同様である。なお、上記各実
施例におけるメインポペット6及びスプール24が、こ
の発明の弁部材に相当するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の断面図である。
【図2】第2実施例の断面図である。
【図3】第3実施例の断面図である。
【図4】第4実施例の断面図である。
【図5】第5実施例の断面図である。
【図6】第6実施例の断面図である。
【図7】従来のリリーフ弁の断面図である。
【図8】リリーフ弁の制御特性(過渡応答)を示すグラ
フである。
【符号】
a バルブ本体 5 オリフィス 6 弁部材としてのメインポペット 9 パイロットポペットシート部材 10 シート部 11 パイロットポペット16 ポペット室 17 環状すき間 20 排出孔 21 通路 22 絞り孔 24 弁部材としてのスプール 25 パイロットポペットシート部材 26 絞り孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平3−376(JP,U) 実開 昭58−118367(JP,U) 実開 昭51−52326(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 17/00 - 17/168

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブ本体に弁部材とパイロットポペッ
    トシート部材を摺動自在に組み込むとともに、この弁部
    材にパイロットポペットシート部材を圧接させる一方、
    パイロットポペットシート部材のシート部にパイロット
    ポペットを圧接させ、圧力ポートの圧力流体が、弁部材
    に形成したオリフィスを経由してパイロットポペットシ
    ート部材側に流入したとき、その圧力作用でパイロット
    ポペットシート部材が動き出し、ポペット室の流体をプ
    ラグの筒部に設けてある小穴及びその周囲に形成した環
    状すき間から流出ポートに流体を押し出しながらパイロ
    ットポペットとともに移動して上記オリフィス前後に差
    圧を発生させ、この差圧の作用で弁部材が移動して圧力
    ポートと流出ポートとを連通させ、圧力ポートの圧力が
    さらに上昇したとき、パイロットポペットが開弁して、
    上記オリフィスを通過した流体を、上記環状すき間から
    流出させる構成にしたバランスピストン形リリーフ弁に
    おいて、上記パイロットポペットシート部材の移動位置
    に応じて、流出ポートに連通する通路につながる排出孔
    を当該パイロットポペットシート部材に形成したバラン
    スピストン形リリーフ弁。
  2. 【請求項2】 パイロットポペットシート部材に、弁部
    材のオリフィスを通過した流体を、ポペット室に直接導
    く絞り孔を形成した請求項1記載のバランスピストン形
    リリーフ弁。
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